如何将零标志移动到 x86-64 中的寄存器中？

Question

我想将比较结果设置的零标志（例如“cmp rax，rbx”）移动到寄存器中。我知道我可以使用 PUSHF/PUSHFD/PUSHFQ 之一将标志推入堆栈，但现在我只想将零标志从堆栈移动到寄存器。

根据https://www.felixcloutier.com/x86/pushf:pushfd:pushfq，它“将堆栈指针减 4（如果当前操作数大小属性为 32）并将 EFLAGS 寄存器的全部内容推送到堆。” 但这并没有告诉我它们被推送的顺序以及如何访问零标志。

根据英特尔软件开发人员手册（2023 年 6 月）第 7.3.13.2 节，零标志是从零开始的 #6。（还有维基百科）。因此我猜这样就mov al,[rsp+6]可以了。但我需要确定，因为它们都只是布尔值——我可能会获取错误的布尔值。

我处于 64 位模式，因此我将寻址 RFLAGS 寄存器。手册第 7.3.1.4 节说：“PUSHF 和 POPF 在 64 位模式下的行为与非 64 位模式下的行为相同。PUSHFD 始终将 64 位 RFLAGS 压入堆栈（RF 和 VM 标志读为清除） ）。POPFD 总是从堆栈顶部弹出一个 64 位值，并将低 32 位加载到 RFLAGS。然后将 RFLAGS 的高位进行零扩展。

最后，PUSHFD 和 PUSHFQ 有什么区别？双字和四字，但在 64 位模式下应该使用哪个？

Answer 1

不要用于pushf此。正如评论中已经提到的，将 ZF 实现到寄存器中的最佳方法是条件设置指令setz。这正是它的用途。 setcc reg8根据条件代码cc是假还是真，将 8 位寄存器设置为 0 或 1。

事实上，它设置了 8 位部分寄存器，而 64 位寄存器的其他 56 位保持不变，这一点很尴尬。它很少有用，而且实际上对性能不利，因为它会引入对先前 64 位寄存器值的读取依赖性。为了缓解这种情况，您可以先将 64 位寄存器清零。例如：

xor ecx, ecx
cmp rax, rbx
setz cl

请注意，xor ecx, ecx实际上将 全部归零rcx，并且比显而易见的更有效xor rcx, rcx；请参阅在 x86 汇编中将寄存器设置为零的最佳方法是什么：xor、mov 或 and？为什么32 位寄存器上的 x86-64 指令会将整个 64 位寄存器的上部清零？。并确保xor位于 之前cmp，而不是之后，因为xor更新了标志。

家庭pushf在这里不是一个好的选择；它本身是一条相当慢的指令（大约 5-10 个时钟周期延迟），涉及内存访问，然后需要更多的工作来操作结果的位。 setz另一方面通常只有一个时钟周期。如果由于某种原因你无法使用setz，那么你的下一个最佳选择将是条件跳转：

    xor ecx, ecx
    cmp rax, rbx
    jnz onward
    mov ecx, 1
onward:
    ;; more code

但就你的实际问题而言pushf。

就“顺序”而言，pushfq在 64 位模式下，将整个 RFLAGS 寄存器作为单个 64 位值推送。RFLAGS 的布局可以在英特尔手册以及您已经链接的维基百科页面中找到。位编号从 0 开始，作为最低有效位。所以 ZF 是第6 位，实现 ZF 的有效但低效的方法是

pushfq
pop rax
shr eax, 6
and eax, 1

您的建议mov al, [rsp+6]将加载al字节6，即位 48-55。32 以上的所有位都被保留，并且可能为 0，因此这只会在 中为您提供 0 al。同样，标志是单个 64 位四字的各个位；它们不会作为 64 个单独的字节推送。

pushfd和pushfq是相同的操作码；推32位还是64位的问题是由当前CPU模式决定的。如果您正确地告诉汇编器您正在为 64 位模式编写代码（例如使用bits 64nasm），那么它将拒绝汇编pushfd.

pushfnasm 实际上会在 64 位模式下处理助记符pushfq，因为这通常是您想要的。然而，可以在 64 位模式下使用操作数大小覆盖字节执行 16 位标志推送；Intel 的手册对此进行了称呼pushf，但 nasm 要求您将其编写为pushfw. 但这并没有什么用处，因为它会使堆栈错位。在 64 位模式下，您总是希望压入和弹出完整的 64 位（8 字节）单元，除非在非常不寻常的情况下。